迭代学习控制理论

<正>迭代学习控制是"学习控制"的一个重要组成部分,是控制理论的一个新的研究方向.由西安工业大学研制的控制系统-迭代学习控制(ICL)系统,只需输入、输出信号即可重复运行,不依赖于动态系统的精确数学模型,能以非常简单的方式处理不确定、强耦合、非线性的复杂系统,并且适用性强,易于实现.     

一种基于危险信号的拒绝服务入侵检测方法

针对拒绝服务(Denial of Service,DoS)攻击的特点,提出了一种基于免疫危险理论的新型入侵检测方法,设计、实现了检测算法和抗体变异、进化算法。引入血亲类方法分类抗原/抗体,定义了抗原凋亡和坏死的过程,定量计算抗原危险信号和网络危险度,并以此检测DoS攻击。仿真实验表明该方法不仅具有基于传统人工免疫理论的入侵检测自学习、自适应的优点,而且误警率降低87.5%,检测效率更高。     

应用长短期记忆循环神经网络的弱反射信号增强方法

由于沉积环境的特殊性和复杂性,地下介质中不同反射界面的波阻抗差可能差异巨大。如果储层的有效反射信息较弱,在地震数据中极可能被强反射信息掩盖,不易被识别,影响了储层识别效果,因此亟需一种解释性处理技术突出弱反射信息。常规方法一般是先从地震数据中分离出强反射分量,再将它削弱或删除。但如果地震子波提取不准确,减去法中强反射残留会引入虚假信号。文中提出了一种“升弱降强”的新思路,通过构建幂次反射系数映射模型缩小弱反射信号与强反射信号的相对差异。首先计算测井反射系数的幂次反射系数,将弱反射系数相对增大、强反射系数相对减小,得到拟反射系数序列;再用原始反射系数序列和拟反射系数序列分别与地震子波进行褶积运算,得到合成地震记录和拟合成地震记录,生成训练样本集;然后用该样本集训练长短期记忆(LSTM)循环神经网络,建立合成地震记录与拟合成地震记录的映射关系;最后将该网络应用于地震数据,增强了地震弱反射信号。模型和实际数据应用结果表明,该方法能有效增强地层本身引起的弱反射信号,提高地震数据的储层识别能力。     

计及衰减直流分量的基频电压半周期检测

衰减直流(DDC)分量、高次谐波等干扰信号的存在,使得对电网畸变信号中基频分量的幅值、相位检测存在一定误差,其中DDC分量的时间常数通常超过45 ms,持续时间较长.为此,文中首先针对畸变信号中DDC分量提出一种半周期四点采样检测算法,缩短了DDC分量的检测响应时间.其次,针对同时含有DDC分量与高次谐波的畸变信号,提出将畸变信号进行半周期积分后,在dq坐标系下将上述DDC分量检测算法与高次谐波检测算法进行组合,在工频半周期中可同时滤除干扰信号的影响,准确检测到畸变信号中的基频分量.最后,搭建了MATLAB/Simulink半实物实时仿真模型,从检测精度、响应时间等方面验证了所提算法的有效性.     

基于下垂曲线截距调整的直流微电网自适应虚拟惯性控制

为了改善直流微电网的电压稳定性和动态性能,降低控制系统的复杂性,提出一种基于下垂曲线截距调整的直流微电网自适应虚拟惯性控制(AVIC)方法.在反正切函数中嵌套幂函数,根据电压和电压变化率的动态变化调整下垂曲线的截距,以控制换流器快速释放或吸收功率,从而为直流微网提供惯性支持.建立含AVIC的四端直流微电网小信号模型,并通过根轨迹分析揭示主要控制参数对系统稳定性的影响规律.最后,通过硬件在环仿真验证了所提方法的有效性.     

基于IEWT和噪能转移SR-MLS反演识别技术的低频振荡信号分析

电力系统低频振荡信号是典型的多分量混噪信号,特征提取较困难。为此,采用基于顺序统计滤波原理(order statistics filter,OSF)平顶上包络的改进经验小波变换算法(improved empirical wavelet transform,IEWT)和随机共振—移动最小二乘(resonance-moving least squares,SR-MLS)反演识别技术相结合的方法实现对振荡信号的特征分析。IEWT结合了小波分析的完备理论性和经验模态分解的自适应性,通过构造一系列正交小波滤波器组对信号进行分解。首先,根据OSF最大值滤波器原理得到频谱的有效平顶上包络,进而确定EWT的边界并对原始振荡信号进行抗噪主导模态分离,然后结合SR-MLS反演识别技术,在残余噪声的帮助下增强振荡特征并有效提取。最后,在自合成模拟信号仿真、IEEE 16机68节点系统仿真以及电网实测数据3个算例仿真下通过与经典Prony法、VMD-Hilbert法对比,表明了所提方法的可行性及有效性。     

考虑谐波耦合特性的LCC-HVDC换流站小信号建模

谐波间的耦合作用关系着系统的动态稳定性能,为在对电网换相换流器高压直流输电(line commutated converter high voltage direct current,LCC-HVDC)系统数学建模时考虑该动态耦合过程,提出了基于12脉波换流器的开关函数理论与指数傅里叶级数相结合的LCC-HVDC小信号谐波状态空间(harmonic state space,HSS)建模方法。该建模方法不仅考虑了谐波的相互耦合作用,具有较高建模精度,同时也揭示了换流站处于不同运行模式下,交/直流侧谐波通过换流站传递到直/交流侧的动态耦合机理。最后,通过PSCAD电磁暂态仿真结果与小信号模型计算结果的对比,验证了文中提出的LCC-HVDC系统小信号HSS模型的有效性及内部谐波动态分析的正确性。该研究结果还为系统稳定性评估与参数优化奠定基础。     

多换流器直流微电网稳定性分析

直流微电网系统具有多组控制器参数,不同电源的控制器参数组合对整个系统稳定性的影响尚不明确,亟需展开研究。针对该问题,建立了直流微电网系统的小信号模型,并基于参与因子以及系统特征根提出稳定域分析方法,研究多个系统参数改变时对系统稳定性的影响规律。结果显示,由于源网荷的交互作用,电源的控制器参数稳定域在不同网络参数下出现差异。网络参数对称时,控制器参数稳定域具有对称性;网络参数不对称时,控制器参数稳定域不再具有对称性,通过对不同电源的控制器参数进行优化配置可以获得更大的稳定裕度和在满足电能质量下更多的电源输出功率。最后,通过仿真验证了上述理论分析的正确性。     

零磁通电流互感器二次信号现场模拟方法

作为高压直流控制保护系统最重要的采样通道之一,零磁通电流互感器所测量得到的数据是高压直流输电的控制、保护和测量最关键的信息和可靠的凭证.现有的零磁通电流互感器二次信号现场模拟方法缺乏.提出了一种易于实施的零磁通电流互感器二次信号现场模拟方法,可满足控制、保护对零磁通电流互感器采样通道的准确度和广度测试需要.所提方法在(特)高压直流输电工程开展了零磁通电流互感器采样通道现场模拟测试,验证所提方法有效性.     

功率/信号复合调制的光伏优化器设计

在配置光伏优化器的分布式光伏系统中,通信功能与最大功率点跟踪(MPPT)功能同样重要.此处提出了一种利用功率/信号复合调制进行电力线载波通信(PLC)的光伏优化器设计方法,通过将调制信号叠加于光伏优化器的功率控制环上,实现数据信号发射.该方法无需额外的信号发射电路,节省了硬件成本.通过建立系统模型,分析了优化器在直通模式下通信和功率传输之间的相互影响.最后,通过搭建一个包含12块光伏组件的2.2 kW的系统,实现了 3.75 kbit·s-1的通信速率,验证了该设计方法在光伏系统中的可行性.